(57)【要約】【課題】内燃機関の異常判定装置において、インタークーラの異常と低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常とを区別して判定する技術を提供する。【解決手段】低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量が所定量を超える回数に対する、そのときに吸気圧センサが検知する過給圧が所定圧を超えない回数の割合が、所定割合（Ｍ／Ｎ）以下の場合に（Ｓ１０４−Ｙｅｓ）、インタークーラに異常が生じていると判定し（Ｓ１０５）、所定割合（Ｍ／Ｎ）を超える場合に（Ｓ１０４−Ｎｏ）、低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常が生じていると判定する（Ｓ１０６）。【選択図】図４
2010190176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、当該低圧ＥＧＲガスを前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ還流する低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、低圧ＥＧＲガスの量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路との接続部位よりも上流の前記吸気通路の実新気量を検知する新気量検知手段と、
前記新気量検知手段が検知する実新気量を、前記内燃機関の運転状態に応じた目標新気量に一致させるように前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御する低圧ＥＧＲ制御手段と、
前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路の過給圧を検知する過給圧検知手段と、
前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路に配置されたインタークーラと、
前記低圧ＥＧＲ制御手段による前記低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量が所定量を超える回数に対する、そのときに前記過給圧検知手段が検知する過給圧が所定圧を超えない回数の割合が、所定割合以下の場合に、前記インタークーラに異常が生じていると判定し、所定割合を超える場合に、前記低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実新気量を内燃機関の運転状態に応じた目標新気量に一致させるように、ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御し、ＥＧＲ弁のフィードバック補正量が閾値を超える場合に、ＥＧＲ通路に詰まり異常が生じていると判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０７９１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１６４９９９号公報
【特許文献３】特開２００５−１８８４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術にあっては、ＥＧＲ通路の詰まり異常以外の異常を判定できなかった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、内燃機関の異常判定装置において、インタークーラの異常と低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常とを区別して判定する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、当該低圧ＥＧＲガスを前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路へ還流する低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に配置され、低圧ＥＧＲガスの量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路との接続部位よりも上流の前記吸気通路の実新気量を検知する新気量検知手段と、
前記新気量検知手段が検知する実新気量を、前記内燃機関の運転状態に応じた目標新気量に一致させるように前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御する低圧ＥＧＲ制御手段と、
前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路の過給圧を検知する過給圧検知手段と、
前記コンプレッサよりも下流の前記吸気通路に配置されたインタークーラと、
前記低圧ＥＧＲ制御手段による前記低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量が所定量を超える回数に対する、そのときに前記過給圧検知手段が検知する過給圧が所定圧を超えない回数の割合が、所定割合以下の場合に、前記インタークーラに異常が生じていると判定し、所定割合を超える場合に、前記低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置である。
【０００７】
ここで、所定量とは、低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量がその量を超えると
、インタークーラの異常或いは低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常が生じていると判断できる閾値となる量である。所定圧とは、過給圧がその圧を超えない程、低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常が生じていると判断できる閾値となる圧である。所定割合とは、フィードバック補正量が所定量を超える回数に対する、そのときに過給圧が所定圧を超えない回数の割合が、その割合以下の場合に、インタークーラに異常が生じていると判定できる閾値となる割合であり、その割合を超える場合に、低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常が生じていると判定できる閾値となる割合である。なお、そのときとは、低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量が所定量を超えるときを指す。
【０００８】
本発明によると、インタークーラの異常と低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常とを区別する判定基準を有しているので、インタークーラの異常と低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常とを区別して判定できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、内燃機関の異常判定装置において、インタークーラの異常と低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常とを区別して判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るインタークーラの異常発生時における低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量及び過給圧を示す図である。
【図３】実施例１に係る低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常発生時における低圧ＥＧＲ弁の開度のフィードバック補正量及び過給圧を示す図である。
【図４】実施例１に係る異常判定ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１２】
＜実施例１＞
図１は、本発明の内燃機関の異常判定装置を適用する内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す。図１に示す内燃機関１は、ピストンと共に燃焼室を形成する気筒２を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関１は、車両に搭載されている。内燃機関１の各気筒２には、適宜の量及びタイミングで燃料を噴射する燃料噴射弁３が配置されている。内燃機関１には、吸気通路４及び排気通路５が接続されている。
【００１３】
内燃機関１に接続された吸気通路４の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ６のコンプレッサ６ａが配置されている。コンプレッサ６ａよりも上流の吸気通路４には、吸気通路４内を流通する新気の量（以下、実新気量という）に応じた信号を出力するエアフローメータ７が配置されている。エアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量（実新気量）が測定される。本実施例におけるエアフローメータ７が本発明の新気量検知手段に相当する。コンプレッサ６ａよりも下流の吸気通路４には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が配置されている。インタークーラ８よりも下流の吸気通路４には、吸気圧センサ９が配置されている。吸気圧センサ９により、コンプレッサ６ａによって過給された過給圧が検知される。本実施例における吸気圧センサ９が本発明の過給圧検知手段に相当する。これら吸気通路４及びそれに配置された機器が内燃機関１に吸気を取り入れるための吸気系を構成している。
【００１４】
一方、内燃機関１に接続された排気通路５の途中には、ターボチャージャ６のタービン
６ｂが配置されている。タービン６ｂは排気通路５を流れる排気によって駆動され、コンプレッサ６ａは駆動されたタービン６ｂと共に回転して吸気通路４を流れる吸気を過給する。タービン６ｂよりも下流の排気通路５には、排気浄化装置１０が配置されている。排気浄化装置１０は、酸化触媒と当該酸化触媒の後段に配置されたパティキュレートフィルタ（以下単にフィルタという）とを有して構成されている。フィルタは、排気浄化装置１０に流入する排気に含有される排気系異物としてのＰＭ（粒子状物質、煤）を捕集して排気を浄化する。フィルタには吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されている。これら排気通路５及びそれに配置された機器が内燃機関１から排気を排出させるための排気系を構成している。
【００１５】
内燃機関１には、排気通路５内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路４へ還流（再循環）させる高圧ＥＧＲ装置２０が備えられている。高圧ＥＧＲ装置２０は、高圧ＥＧＲ通路２１及び高圧ＥＧＲ弁２２を備えて構成される。高圧ＥＧＲ通路２１は、タービン６ｂよりも上流の排気通路５と、インタークーラ８よりも下流の吸気通路４と、を接続している。高圧ＥＧＲ通路２１を通って、排気が高圧で内燃機関１へ送り込まれる。高圧ＥＧＲ通路２１を流通して還流される排気が高圧ＥＧＲガスである。高圧ＥＧＲ弁２２は、高圧ＥＧＲ通路２１の通路断面積を調整することにより、高圧ＥＧＲ通路２１を流通する高圧ＥＧＲガスの量を調節する。高圧ＥＧＲ弁２２は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００１６】
内燃機関１には、排気通路５内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路４へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲ通路３１、低圧ＥＧＲ弁３２、及び低圧ＥＧＲクーラ３３を備えて構成される。低圧ＥＧＲ通路３１は、排気浄化装置１０よりも下流の排気通路５と、コンプレッサ６ａよりも上流且つエアフローメータ７よりも下流の吸気通路４と、を接続している。低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧で内燃機関１へ送り込まれる。低圧ＥＧＲ通路３１を流通して還流される排気が低圧ＥＧＲガスである。低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガスの量を調節する。低圧ＥＧＲ弁３２は、電動アクチュエータにより開閉される。低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲ弁３２よりも上流の低圧ＥＧＲ通路３１に配置され、低圧ＥＧＲガスと機関冷却水とで熱交換を行い、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガスを冷却する。これにより、低圧ＥＧＲガスの温度を、内燃機関１の燃焼温度を低下させることが可能な温度に維持する又は低下させる。
【００１７】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１１が併設されている。ＥＣＵ１１は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１１には、エアフローメータ７及び吸気圧センサ９の他、クランクポジションセンサ１２及びアクセルポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１１に入力される。一方、ＥＣＵ１１には、燃料噴射弁３、並びに、高圧ＥＧＲ弁２２及び低圧ＥＧＲ弁３２の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１１によりこれらの機器が制御される。
【００１８】
ところで、上記の内燃機関１においては、機関運転中に還流される低圧ＥＧＲガスの量が減少する現象が生じる場合がある。そのため、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を、フィードバック補正している。フィードバック補正は、クランクポジションセンサ１２が検知する機関回転数及びアクセルポジションセンサ１３が検知する機関負荷といった内燃機関１の運転状態から導出される目標新気量に対し、エアフローメータ７が測定する実新気量が多い場合に、低圧ＥＧＲガスの量が減少していると判断する。そして、実新気量と目標新気量との差分をマップに取り込み、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量を算出し
、低圧ＥＧＲ弁３２は制御開度にそのフィードバック補正量を加算した開度に制御される。これにより、低圧ＥＧＲガスの量が目標量に増加される。本実施例における低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック補正するＥＣＵ１１が本発明の低圧ＥＧＲ制御手段に相当する。
【００１９】
ここで、上記のように低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック補正する際に、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超える場合がある。この所定量を超える場合には、硫酸、硝酸を含む酸性の低圧ＥＧＲガスが流入して腐食し破損するといったインタークーラ８の異常が生じているか、低圧ＥＧＲ弁３２が閉じたまま故障したり低圧ＥＧＲクーラ３３が破損したりして低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常が生じているかのどちらかであることが判明した。このように所定量は、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量がその量を超えると、インタークーラ８の異常或いは低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常が生じていると判断できる閾値となる量である。
【００２０】
しかし、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超えたことだけを判定基準としても、インタークーラ８の異常と低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常との区別がつかない。そうすると、異常の区別をつけるためにサービス工場での対応に時間がかかり、異常の区別がつかなければ低圧ＥＧＲ装置３０及びインタークーラ８の両方を同時に交換せざるを得なくなる。
【００２１】
ところが、本発明者は、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超えるときに、吸気圧センサ９が検知する過給圧が所定圧を超えるか超えないかが、上記の２つの異常によって頻度に差が生じることを見出した。すなわち、図２に示すように、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超えるときに過給圧が所定圧を超える頻度が高い場合には、インタークーラ８の異常が生じていると判断できる。なお、図２では、そのときに過給圧が所定圧を超えない回数が０である場合を示している。また、図３に示すように、そのときに過給圧が所定圧を超えない頻度が高い場合には、低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常が生じていると判断できる。このように所定圧は、過給圧がその圧を超えない程、低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常が生じていると判断できる閾値となる圧である。
【００２２】
そこで、本実施例では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超える回数に対する、そのときに吸気圧センサ９が検知する過給圧が所定圧を超えない回数の割合が、所定割合以下の場合に、インタークーラ８に異常が生じていると判定し、所定割合を超える場合に、低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常が生じていると判定するようにした。
【００２３】
ここで、所定割合とは、フィードバック補正量が所定量を超える回数に対する、そのときに過給圧が所定圧を超えない回数の割合が、その割合以下の場合に、インタークーラ８に異常が生じていると判定できる閾値となる割合であり、その割合を超える場合に、低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常が生じていると判定できる閾値となる割合である。なお、そのときとは、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超えるときを指す。
【００２４】
本実施例によると、インタークーラ８の異常と低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常とを区別する判定基準を有しているので、インタークーラ８の異常と低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常とを区別して判定できる。したがって、予め異常の区別がついているのでサービス工場では対応に時間がかからず、異常が生じたインタークーラ８或いは低圧ＥＧＲ装置３０のどちらかだけを交換すればよく、交換に手間がかからず、また廃棄部品点数の削減にもなる。
【００２５】
次に、本実施例による異常判定ルーチンについて説明する。図４は、本実施例による異常判定ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１１により一定時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１１が本発明の異常判定手段に相当する。
【００２６】
Ｓ１０１では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック補正量が所定量を超える回数を計数する。
【００２７】
Ｓ１０２では、フィードバック補正量が所定量を超えたときに吸気圧センサ９が検知する過給圧が所定圧を超えない回数を計数する。
【００２８】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１で計数したフィードバック補正量が所定量を超えた回数がＮ回となったか否かを判別する。Ｓ１０３で肯定判定された場合には、Ｓ１０４へ移行する。一方、Ｓ１０３で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。なお、Ｎ回は、予め定めた回数である。
【００２９】
Ｓ１０４では、Ｓ１０２で計数したフィードバック補正量が所定量を超えたときに吸気圧センサ９が検知する過給圧が所定圧を超えない回数がＭ回以下か否かを判別する。なお、ＭはＮよりも小さい。つまり、Ｍ／Ｎの割合を所定割合とし、（過給圧が所定圧を超えない回数／フィードバック補正量が所定量を超えた回数）が所定割合以下となるか否かを判別する。Ｓ１０４で肯定判定された場合には、Ｓ１０５へ移行する。一方、Ｓ１０４で否定判定された場合には、Ｓ１０６へ移行する。なお、Ｍ回は、予め定めた回数である。
【００３０】
Ｓ１０５では、インタークーラ８の異常と判定する。そして、本ルーチンを一旦終了する。
【００３１】
Ｓ１０６では、低圧ＥＧＲ通路３１の詰まり異常と判定する。そして、本ルーチンを一旦終了する。
【００３２】
このようにして、本ルーチンを実行することにより、インタークーラの異常と低圧ＥＧＲ通路の詰まり異常とを区別して判定できる。
【００３３】
本発明に係る内燃機関の異常判定装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１     内燃機関
２     気筒
４     吸気通路
５     排気通路
６     ターボチャージャ
６ａ   コンプレッサ
６ｂ   タービン
７     エアフローメータ
８     インタークーラ
９     吸気圧センサ
１１   ＥＣＵ
３０   低圧ＥＧＲ装置
３１   低圧ＥＧＲ通路
３２   低圧ＥＧＲ弁
３３   低圧ＥＧＲクーラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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